電液伺服機構與CAN總線接口設計

　　2)A/D模塊

　　A/D模塊將導彈電液伺服機構位移檢測裝置輸出的反饋信號轉化為數字量以便于計算機進行處理。系統的控制精度在很大程度上取決于檢測反饋裝置的精度。根據伺服機構的反饋參數和系統性能指標要求，本設計中采用美國AD公司生產的AD674A模數轉換芯片。它是一個12位逐次逼近型快速A/D轉換器，轉換速度最大為15微秒。AD674A片內配有三態輸出緩沖器電路，因而可以直接與各種典型的8位或16位處理器相連，而無須附加邏輯接口電路，且能與CMOS及TTL電平兼容。

　　3)處理器模塊

　　本設計中處理器采用PC/104嵌入式計算機，因為它具有很快的運算速度，所以它主要為接口提供高速的數據運算與處理功能，這些數據包括彈上計算機通過總線送來的控制數據和通過模數轉換模塊采集的位移檢測裝置的輸出量，處理器將它們進行處理和綜合，形成輸出量來控制作動筒的動作。

　　4)雙向驅動及時序控制模塊

　　CAN控制器SJA1000的地址總線和數據總線是按照INTEL的8位單片機總線規范設計的，與PC/104總線不能直接相連，中間要經過雙向總線驅動電路和時序轉換電路進行兩種總線信號的切換，即將PC/104總線的數據總線和I/O地址總線經過總線驅動器和時序轉換變成SJA1000的數據/地址復用總線，這里邊有一個關鍵的時序切換問題。控制總線的信號也要經過相應的轉換才能驅動總線控制器SJA1000。轉換電路原理框圖如圖3所示。

　　圖3中細實線表示數據線和地址線，粗實線表示控制線，細虛線表示片選信號。

　　在本設計中，數據總線和地址總線分別通過兩個八總線收發送器74HC245連接到CAN控制器SJA1000的數據、地址復用總線上。74HC245是8位的總線收發送器，具有三態輸出，可以進行雙向的數據傳送。這中間用可編程邏輯芯片GAL16V8設計了一個時序控制邏輯電路，控制兩片74HC245的工作，進行時序切換，并避免數據和地址產生可能的沖突。片選信號是由一片74H688產生的，74H688是一個8位的數值比較器/等值檢測器。通過波段開關來設定I/O地址，用74HC688來比較PC/104總線上的地址信息和設定的I/O地址是否相同，如相同則對SJA1000產生片選信號。控制總線的信號切換也是由可編程邏輯芯片GAL16V8來實現的。

　5)通信模塊

　　CAN總線通信模塊由CAN控制器SJA1000、光電隔離器6N137、CAN收發器82C250組成，如圖4所示。

　　a)SJA1000是PHILIP公司生產的標準CAN總線控制器，它在軟硬件設計上完全兼容基本CAN總線控制器PCA82C200，具有和它完全兼容的引腳和協議CAN2.0A，二者可以替換。另外，它還支持總線擴展協議集CAN2.0B。它有兩種工作模式：基本模式和擴展模式。在基本模式下，它有32個工作寄存器，而在擴展模式下，它有127個工作寄存器。本設計選用基本工作模式，即支持CAN2.0A協議。CAN控制器一方面具有與微控制器接口的功能，另一方面還能完成CAN通信協議所要求的全部功能。

　　b)82C250是CAN總線收發器，它是控制器和物理總線間的接口。CAN控制器的傳送和接收端不允許與總線直接相連，原因是：當網絡內某個節點未加電或發生故障時，將影響整個網絡的正常工作。另外，若總線出現短路故障時，CAN控制器的輸出驅動器有可能損壞。所以，在實現應用中必須在CAN控制器與總線之間設置一個接口電路。82C250能提供對總線的差動發送能力和對CAN控制器的差動接收能力。82C250還具有很強的驅動能力，能增大通信距離(最遠可達10Km)，可以進行斜率控制以降低射頻干擾，具有瞬間抗干擾能力。它有三種工作模式：高速模式、斜率控制模式和待機模式。本設計中采用了斜率控制模式，通過在8引腳上接一個18歐姆的電阻來控制總線上的斜率。

　　c)6N137是一個TI公司生產的高速光電隔離器，它具有較高的速度，可以滿足系統的要求，采用光電隔離電路以后，總線驅動器與總線控制器分別供電，隔斷了二者的電氣連接，進一步提高了抗干擾性能。